本實用新型涉及無線通信領(lǐng)域領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ZigBee的AGV小車無線通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

AGV是一種無人駕駛的激光引導運輸車，廣泛應用于自動化物流系統(tǒng)中。它與地面控制站交換數(shù)據(jù)，按照規(guī)定的導引路線完成作業(yè)命令，同時實現(xiàn)多任務操作。AGV 與上位機之間的通信普遍采用射頻的方法，載波頻率為433MHZ，采用輪詢方式。目前這種通信方式通常為半雙工通信，主要存在兩個問題：1、上位機在發(fā)送信號時，無法接收來自其它AGV的信號，造成信號丟失，而且伴隨AGV數(shù)量的增多，信號丟失的現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。2、單點對多點的輪詢方式，在AGV數(shù)量增多時，會增大輪詢周期的開銷，降低信號收發(fā)效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種基于Zigbee技術(shù)、采用mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的AGV小車無線通信系統(tǒng)，簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)省成本。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

一種基于ZigBee技術(shù)的AGV小車無線通信控制系統(tǒng)，其特征在于:包括：

監(jiān)控中心，用于對無線通信系統(tǒng)綜合調(diào)度；

ZigBee中心節(jié)點，包括CC2340模塊，用于對底層各區(qū)域ZigBee射頻信號的接收，和監(jiān)控中心交互；

ZigBee路由節(jié)點，包括CC2340模塊，用于接收中心節(jié)點和底層區(qū)域之間ZigBee信號的收發(fā)；

AGV小車，其帶有定位傳感器以及CC2340模塊，用于AGV小車定位，并將位置信息傳送給所述ZigBee路由節(jié)點。

優(yōu)選地，所述ZigBee中心節(jié)點的 CC2340模塊通過SPI接口與上位機連接。

優(yōu)選地，所述AGV小車上的CC2340模塊通過RS232接口與位置傳感器連接。

本實用新型的有益效果是: 相對于現(xiàn)有技術(shù)，通過Zigbee技術(shù)、采用mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的AGV小車無線通信系統(tǒng)，可以解決如下問題：1上位機在發(fā)送信號時，無法接收來自其它AGV的信號，造成信號丟失；2單點對多點的輪詢方式，在AGV數(shù)量增多時，會增大輪詢周期的開銷，降低信號收發(fā)效率。該技術(shù)實現(xiàn)的AGV小車無線通信系統(tǒng)完全符合國際通用標準，精度高、運行穩(wěn)定、可靠、操作簡單、維護方便, 達到了設(shè)計要求。

附圖說明

圖1為本實用新型的無線通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型中AGV小車控制系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接示意圖；

圖3為本實用新型中AGV小車控制系統(tǒng)終端節(jié)點連接示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及較佳實施例詳細說明本實用新型的具體實施方式。如圖1和圖2和圖3所示，一種ZigBee的AGV小車無線通信系統(tǒng)，包括：

1）監(jiān)控中心：對無線通信系統(tǒng)綜合調(diào)度 ；

2）ZigBee中心節(jié)點：主要完成對底層各區(qū)域ZigBee射頻信號的接收，和監(jiān)控中心交互。協(xié)調(diào)器的中心節(jié)點是主節(jié)點，含有射頻和SPI總線接口，是全功能設(shè)備（FFD），主要負責網(wǎng)絡(luò)的建立與維護，控制其他節(jié)點的工作狀態(tài)以及將路由節(jié)點和終端節(jié)點采集的數(shù)據(jù)上傳至PC機。路由節(jié)點負責終端節(jié)點信息的傳遞與網(wǎng)絡(luò)的維護。

3） ZigBee路由節(jié)點：主要完成接收中心節(jié)點和底層區(qū)域之間ZigBee信號的收發(fā)。

4）AGV小車：執(zhí)行機構(gòu)。終端節(jié)點是AGV小車定位傳感器（磁傳感器、地標傳感器、激光傳感器等）數(shù)據(jù)的采集與上傳。

CC2430控制模塊是中心節(jié)點、路由節(jié)點和終端節(jié)點的核心模塊，負責各種數(shù)據(jù)的處理，其他模塊的工作狀態(tài)和Zigbee協(xié)議棧的運行。

ZigBee Mesh結(jié)構(gòu)中，協(xié)調(diào)器負責整個網(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)，一個個獨立的終端節(jié)點通過無線通信，組成按接力方式傳輸?shù)狞c對點的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有強大的功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過多級跳的方式來通信；可以組成極為復雜的網(wǎng)絡(luò)；還具備自組織、自愈功能。網(wǎng)絡(luò)容量大，一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多254個路由節(jié)點和一個主節(jié)點，每隔路由節(jié)點可接納31個終端節(jié)點。一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在200多個ZigBee網(wǎng)絡(luò)。

將AGV小車組需要工作的區(qū)域，間隔200m左右進行分割，分割成小的工作區(qū)。每個工作區(qū)可容納4-5輛AGV小車，每一輛AGV小車都是終端設(shè)備，即終端節(jié)點。在每個小的工作區(qū)中，固定安裝路由器，為路由節(jié)點。在離監(jiān)控中心較近的地方，安裝協(xié)調(diào)器，即中心節(jié)點，協(xié)調(diào)器與PC機通過有線網(wǎng)絡(luò)進行連接。小的工作區(qū)之間的通信由路由節(jié)點完成。每輛小車的工作狀態(tài)由相應的路由節(jié)點來傳輸。每個路由節(jié)點和終端節(jié)點都能采集AGV小車的信號，路由節(jié)點在采集AGV小車信號的同時還要收到終端節(jié)點采集到AGV小車的信號，并將不同路由節(jié)點的各路信號傳輸?shù)街行墓?jié)點，最后通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。每個路由器經(jīng)過規(guī)定的路線，將數(shù)據(jù)傳送到協(xié)調(diào)器上。如果某個路由節(jié)點斷掉，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)支持重新尋找路徑，建立新網(wǎng)絡(luò)，最終將數(shù)據(jù)傳送到中心節(jié)點。

本方案以監(jiān)控中心主動請求和Zigbee路由節(jié)點、終端節(jié)點被動響應的方式來完成數(shù)據(jù)的傳輸。監(jiān)控計算機發(fā)出AGV小車的狀態(tài)請求查詢命令，把命令傳送到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器對mesh網(wǎng)絡(luò)進行通信廣播，喚醒需要路由節(jié)點，路由節(jié)點再向終端節(jié)點廣播，激活休眠節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信；節(jié)點采集數(shù)據(jù)后發(fā)送到路由節(jié)點，路由節(jié)點進行數(shù)據(jù)融合處理后反饋給監(jiān)控主機。當某一個路由節(jié)點發(fā)生故障時，網(wǎng)絡(luò)中可以尋找新的路由節(jié)點，建立新的鏈路，將數(shù)據(jù)進行傳輸。

ZigBee技術(shù)憑借低功耗、低成本、低復雜度的優(yōu)勢，在短距離無線通信領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的潛力和應用價值。本方案將Zigbee技術(shù)應用于AGV小車的無線通信中，利用mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)形成，高效、可靠、快速的信號傳輸。在本方案中，核心芯片采用了低成本、高集成度的CC2430芯片，該芯片可以很好地避免數(shù)據(jù)發(fā)送時的競爭和沖突。因此，基于Zigbee技術(shù)AGV小車的無線通信系統(tǒng)，從硬件處理速度、通信速度、信號丟失，能量消耗等方面均具有很大的優(yōu)勢。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。